基于双层规划的空域航路网络规划研究

论文摘要

航路网络规划是以预测为前提、评估为基础,遵循规划一般步骤的决策过程。航路网络的规划方案直接影响着空中交通的安全性和效率。航路网络规划的研究是空中交通管理领域一项开拓性、也是重要的研究课题。从理论和实际应用两个方面比较深入地研究了航路网络规划的一般步骤:预测-评估-规划。首先引入BP神经网络预测,并结合空中交通具体情况给出了飞行流量预测的一般方法和步骤;在此基础上,对航路网络容量进行了理论评估,就航段和交叉点进行了不同情况的研究,得出了理论评估航路网络容量的最终模型;在上述基础之上,提出基于双层规划的航路网络规划方法,针对符合实际情形的离散航路网络建立了离散航路网络双层规划模型,并利用遗传算法的全局搜索性能好、可并行化、鲁棒性好的特点对建立好的双层规划模型进行了求解。通过简单的实例对双层规划理论进行了验证,论证了课题研究的合理性。最后对论文的成果进行了总结并对航路网络规划及相关问题进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 基于BP 神经网络的航路网络飞行流量预测
• 2.1 引言
• 2.2 基于BP 神经网络的飞机流量预测模型
• 2.2.1 BP 神经网络模型
• 2.2.2 神经网络飞行流量预测步骤
• 2.3 基于BP 神经网络的飞行流量预测算例
• 2.3.1 数据准备
• 2.3.2 算例的BP 神经网络设计
• 2.3.3 算例结果分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 航路容量评估模型
• 3.1 引言
• 3.2 基于航段的航路容量模型
• 3.2.1 航段中两架飞机匀速飞行
• 3.2.2 航段中两架飞机非匀速飞行
• 3.2.3 航路容量计算模型
• 3.3 基于航路交叉点的航路容量模型
• 3.3.1 汇聚交叉点容量模型
• 3.3.2 分散交叉点容量模型
• 3.3.3 航路容量计算模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 航路网络规划设计
• 4.1 航路网络规划内涵
• 4.1.1 航路网络规划的定义
• 4.1.2 常用网络优化方法
• 4.2 基本理论
• 4.2.1 有向网络的基本概念和定理
• 4.2.2 航路网络拓扑空间结构的抽象
• 4.3 双层规划模型的构建
• 4.3.1 上层规划模型
• 4.3.2 下层规划模型
• 4.3.3 双层规划模型
• 4.4 双层规划模型的求解
• 4.5 实例验证
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文的主要工作
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间研究成果